ECE支TCP基因重复和功能分化对矮牵牛分枝和花型的影响
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:31272199
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:15.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:C1507.观赏园艺学
- 结题年份:2013
- 批准年份:2012
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2013-01-01 至2013-12-31
- 项目参与者:李名扬; 智丽; 马婧; 黄定全; 王会平; 杨子; 余勇;
- 关键词:
项目摘要
The flower industry thrives on novelty. Transcription factor (TF) gene duplication and diversification play important role in the evolution of morphological novelty of plant. So increasing knowledge of the relationship between TF gene duplication and diversification and ornamental traits variation should benefit to flower industry. TCP proteins are plant specific TFs which regulate cell proliferation and growth. ECE clade of TCP genes play critical roles in controlling shoot branching and flower symmetry. Petunia possesses slightly zygomorphic flowers and rich shoot branching variations, and can be genetically modified easily. It should be a good material for studying the function of the ECE clade of TCP genes, and also for creating novel flower. We plan to clone all the members of ECE clade genes in petunia and investigate them by qRT-PCR, insitu RNA hybridization, and yeast two hybrid analyses. We will also study their functions by creating gene over-expressed or silenced transgenic petunia plants and analysis the changes in transcriptome and phenotypes, especially the changes in shoot branching pattern and flower shape. These results will help us to understand how duplication and diversification of ECE clade of TCP genes shape petunia plant architecture. At the same time, the snapdragon CYC gene and petunia ECE clade genes will be engineered under the control of the promoters of LjCYC2 or monkey flower CYC2 clade genes respectively and transfer into petunia to see if additional new transcription patterns of ECE clade genes can enhance zygomorphic features of the petunia flower. We hope these transgenic plants can mimic the evolution of zygomorphy from actinomorphy. The results of these studies will also help us to evaluate the strategies of creating novel flowers by genetic engineering using TFs as target genes.
创造新奇的形态特征是观赏植物研究的重要目标,而植物进化形成新形态特征的过程中转录因子基因重复和功能分化扮演重要角色,因此,研究转录因子基因重复和功能分化与观赏性状发育的关系将有助于园艺产业的发展。TCP家族是植物特有的调控细胞增殖和生长的转录因子,其ECE支与株型和两侧对称花型发育相关。矮牵牛是具轻微两侧对称花、株型变异丰富、易于遗传操作的观赏植物,其分枝和花型与已研究过ECE支TCP基因功能的植物存在差异。项目在前期克隆ECE支TCP基因和进行初步的表达模式分析基础上,利用多种反向遗传学研究方法,分析ECE支TCP基因在矮牵牛株型和花型发育中的作用是否有其特殊之处;同时,将在花发育后期背腹不对称表达的外源ECE支基因导入矮牵牛,实现ECE支基因的进一步重复和功能分化,研究能否用基因工程手段模拟植物的花由辐射对称向两侧对称进化的过程,探索转录因子基因重复和启动子操作在创造新奇花卉中的应用。
结项摘要
TCP 基因是植物特有的一类转录调控因子,在调控植物细胞的生长与分化,分枝伸长和花的发育等方面发挥作用,但其功能在不同物种间存在差异。目前尚无关于矮牵牛(Petunia hybrida)TCP基因的研究报道。利用简并PCR 法结合RACE 技术从矮牵牛中克隆了6个 TCP基因家族成员,命名为PhTCP1,PhTCP2, PhTCP3, PhTCP4, PhTCP5和PhTCP6, 其基因组序列序列登录号为:JF274249、JF274250、JF274251、JQ400103,KC297683和KJ175239。PhTCP2, PhTCP3和PhTCP4分别具有1 -2个内含子,其cDNA序列登录号为:JQ400105,JQ400106和JQ400107。进化树分析发现,PhTCP1- 4属于ECE支,PhTCP5和6属于CIN支。荧光定量PCR 分析表明,PhTCP1 - 4 均在成株期矮牵牛(自交系GL8)腋芽中优势表达;在自交系W115中,四个基因在6叶期幼苗腋芽中的表达量都比较高,但PhTCP1和2分别在幼叶和20叶期茎中的表达更为明显。PhTCP5在叶、花和腋芽中表达量高,根和茎中的表达较弱。PhTCP1-4在不同节位腋芽中的表达趋势存在差异。PhTCP2在6叶期的茎中表达较低,在20叶期的茎中表达量最高,而开花期的茎中表达量又显著降低。打顶处理抑制PhTCP2, 3和4的表达;当种植密度从每穴1株增加到每穴9株时,这3个基因的表达量均有增强,以PhTCP3和4的增加更为明显,提示矮牵牛ECE 支TCP 基因可能与腋芽的生长发育相关。mRNA原位杂交分析显示,PhTCP2和PhTCP3在幼叶和茎尖分生组织中表达量较高,PhTCP3还在维管束的韧皮部中明显积累。酵母双杂交分析显示,PhTCP2, 3 和4之间存在相互作用,可能在植物体内形成同源异源多聚体。构建了PhTCP1和2的超量表达和CREST沉默载体,导入W115中获得了转基因植株。对相关基因PMADS20进行了功能分析。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
超量表达PMADS20-SRDX抑制因子导致矮牵牛花瓣和雌蕊出现异位表皮毛和气孔
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:园艺学报
- 影响因子:--
- 作者:郭余龙;余勇;杨子;秦小婷;马婧;韩垚;杨霞;李名扬
- 通讯作者:李名扬
矮牵牛ECE支TCP基因的克隆及表达分析
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:园艺学报
- 影响因子:--
- 作者:邹世慧;王会平;余勇;马婧;郭余龙;李名扬
- 通讯作者:李名扬
共 2 条
- 1
其他文献
RNA干扰机理与应用
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:安徽农业科学
- 影响因子:--
- 作者:郭余龙;李名扬;遇玲
- 通讯作者:遇玲
矮牵牛PMADS9基因启动子的克隆及分析
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:植物遗传资源学报
- 影响因子:--
- 作者:马婧;陈君;闫明旭;郭余龙;李名扬
- 通讯作者:李名扬
矮牵牛PMADS9基因的结构特征和mRNA的表达分析
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:园艺学报
- 影响因子:--
- 作者:李名扬;陈璟;郭余龙;闫明旭
- 通讯作者:闫明旭
矮牵牛MADS-box基因
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:园艺学报
- 影响因子:--
- 作者:郭余龙
- 通讯作者:郭余龙
矮牵牛育种发展及品种应用
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:南方农业
- 影响因子:--
- 作者:郭余龙;夏珣;王莉;闫明旭;李名扬
- 通讯作者:李名扬
共 8 条
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郭余龙的其他基金
矮牵牛AGL15亚家族基因PMADS9的功能研究
- 批准号:30671481
- 批准年份:2006
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:面上项目
棉花体细胞无性系变异的分子学基础研究
- 批准号:30070485
- 批准年份:2000
- 资助金额:13.0 万元
- 项目类别:面上项目